第二章 几何地震学.pdf

第二章几何地震学7几何地震学研究波前的空间位置与传播时间的关系。通过引用波前、射线等几何图形来描述波的运动 过程和规律。也叫地震波运动学。2020年5月7日10时33分2主要内容 1地震波的传播 2 一个分界面情况下反射波时距曲线 3多层介质情况下的反射波时距曲线 4连续介质中的地震波运动学 5地震折射波运动学 6多次反射波 7 CRP&CMP2020年5月7日10时33分3第1节地震波的传播主要内容地震波的形成 地震波是弹性波 爆炸形成的三个区域 地震子波地震波的描述 波动、振动 波前、波面、波后 波线 振动图、波剖面 振幅、视周期、视频率、视 波长、视波数、视速度地震波的传播规律 惠更斯原理 费马原理 反射定律也透射定律 斯奈尔定律 折射波的形成与特点地震波的干涉、绕射和衰减2020年5月7日10时33分5_地囊波的形成介质分为：弹性介质：物体受力后，发生形变，但当外力撤消后，即能恢复原 状的性质。塑性介质：物体受力后，发生形变，但当外力撤消后，不能恢复原 状的性质。一般，自然界中的任何物体都具有这两种性质，但把它看成是什么性质 或说看成是弹性介质还是塑性介质，是与一定的因素有关的，即一个物 体是弹性还是塑性介质，除与本身性质有关外，还与外力大小、作用时 间长短有关，如弹簧，一般我们都把它看成是弹性体，但当我们的作用 力非常大，并且作用时间很长时，它也变成塑性体（即使除去外力后，弹簧也弹不起来了）。2020年5月7日10时33分6_地囊波的形成由于在地震勘探中作用力都是很小，且作用时间也 很短（一瞬间），故可把地下介质看作以弹性为主,抽象后为弹性介质。结论1:地震勘探中将地下岩石看做为弹性介质 地震勘探的理论基础2020年5月7日10时33分7_地囊波的形成由于不同埋藏深度，不同地质年代或不同岩性的岩石往往 具有不同的弹性模量.这样在一个地质剖面中,就存在许 多弹性分界面（即地震界面）；大多数情况下地震界面与地层（地质）界面是一致的。结论2：不同岩石具有不同的弹性性质-用地震勘 探方法解决地质问题的客观前提。2020年5月7日10时33分8_地囊波的形成地震波 一种在地层中传播的，频率较低（与天然地震的 频率相近）的波，是弹性波在岩层中传播的一种通俗说法。地震波由一个震源激发。2020年5月7日10时33分9_地囊波的形成波源介质中产生振动的地方就是波动的波源或称震源。地震勘探中地震波的产生是用人工的方法，如炸 药爆炸等。引起地层振动的位置为波源原点。波 源向四周传播。相对于地层的空间尺度可以把震源作为一个点源。2020年5月7日10时33分_地囊波的形成假设地下岩石是均匀介质，它的各部位之间存在着弹性联系,当炸药在岩层中爆炸后，应变形成三个区域：破坏圈塑性带弹性形变区2020年5月7日10时33分_地囊波的形成破坏圈炸药在井中爆炸时，它所产生的高温高压气体对炸药周围的岩石产生了巨大的压力，靠近炸 药附近的岩石，由于超过了岩石的抗压强而被 压碎，形成了一个空洞的破坏圈。2020年5月7日10时33分12_地囊波的形成塑性带在破坏圈内，由于爆炸的能量有一部分在压碎岩石和 发热过程中消耗，并随着离开震源距离的增加，炸药 爆炸的能量传给越来越多的岩石单元，因而岩石单位 体积上的能量将迅速减少，在离开炸药一定的距离时,炸药的能量将小于岩石的抗压强度，此时，岩石虽不 再受破坏，但压力还是超过岩石的弹性极限。因此，这一带的岩石具有塑性形变的特点，在岩石中出现以 震源为中心向四周扩张的辐射状的裂隙，这个地带叫 塑性带。2020年5月7日10时33分13_地囊波的形成弹性形变区随着离开震源距离的增大，炸药的能量将变得更小。在这个区域，由于爆炸所产生压力作用变得很小，作 用时间很短，所以此区域的岩石已处在弹性限度内，可以把岩石看成是完全弹性体，整个区域称为弹性形 变区。该区受力后，岩石质点将发生弹性形变，即发生弹性振动，由于岩石部分之间有弹性联系，所以这部分岩石的质点（形变）又引起它周围各部分岩石的振动（形变）。这样的弹性振动将由近及远的传播 出去，就形成了在地下岩层中传播的弹性波一一地震2020年5月7日1儡分_地囊波的形成地震子波由点源刚进入弹性区传播的地震波，研究表明弹性波在近 距离内仍会发生较大变化，传播一段距离（几百米后）变的相对稳定，形成地震子波，并被认为在以后的传播 中，地震子波的变化不大。地震勘探原理也可以理解为，利用 1-地震子波从地下地层界面反射回地 面时带回来的旅行时间和形状变化的信息，用来推断底下的地层构造 b|-和岩性。cJz-2020年5月7日10时33分15二、地囊波的描述 1振动 某质点在其平衡位置附近做来回往返的运动。通常以周期性为其特 征，用振幅、频率来描述。波振幅（A）一质点离开平衡点的距离（位移）；频率（f）一每秒钟内质点振动的次数 周期（T）一质点从某位置振动后再回到该位置所需的时间，与频率 互为倒数。f=l/T2020年5月7日10时33分16二、地囊波的描述 2、波动 振动在介质中的传播，振动是波动的源。介质内某质点的振动，通过介质质点的相互作用传递相邻质点的振 动，如此传递下去就形成了波动。波动仅是质点振动能量的传播，质点本身只在其附近位置振动。质点振动速度一质点在其附近位置振动的速度。波速一质点振动能量传播的速度。质点振动速度与波动的传播速度不同，其振动方向与传播方向也不 一定相同。2020年5月7日10时33分17二、地囊波的描述波动通常以周期性为其特征。还用波振幅、波长、频率及速度等几 个参数来描述。波振幅（A）一质点离开平衡点的距离（位移）；波长（入）一在单频波中两个相邻周期（T）上各相似点的距离（注 意：应在垂直于波前的方向上对它们测定）；频率（f）一每秒钟内波振动的次数。波的传播速度（V）一每秒钟波前进的距离,与波长、频率和周期 的关系为：V=Xf=X/T 或入二V/f2020年5月7日10时33分18二、地囊波的描述波动&振动总结 波动只是质点振动能量的传播，质点本身仅在其附近位置振动。质点振动有速度，质点振动的能量传播的速度称波速，即地震波的 速度。波传播需要时间。注意：介质质点的振动速度与地震波的传播速度不同，且它们的振 动方向和传播方向也不一定相同。振动和波动是部分和整体的关系。2020年5月7日10时33分19二、地囊波的描述 3、振动曲线&振动图：介质中某一质点在振动过程中介 质质点的位移与时间关系的曲线。某一点在不同时刻的震动 不同点有不同的振动曲线 描述参数 视周期T*：视频率f*振幅A:初至tl:延续度at：图7.2T波的耐J图2020年5月7日10时33分20二、地震波的描述多个振动图组成一个地震记录2020年。月/口 iutjj力21二、地囊波的描述 4、波形曲线&波剖面 质点位移与波传播距离关系的曲线。同一时刻，各点的位移 参数描述：波峰：波剖面中最大正位移；波谷：波剖面中最大负位移；视波长入*：两个相邻波峰或波 谷的距离，它表示波在一个视 周期这传播的距离。视波数k*：波形曲线是波动的一种表象描述，并不代表波的真实形态。：2H0 涕2020年5月7日10时33分22二、地囊波的描述，），）-r-两个不同点的振动曲线（时间表示）2020年5月7日10时33分两个不同时刻的波形曲线（位置表示）23二、地囊波的描述 5、简谐波波随时间的变化，一种最简单的形式是简谐波（正弦波），用正弦的形式表示:U(x)=Asin(co t+4)A-振幅co=2 or f一圆频率4-初相位2020年5月7日10时33分24二、地震波的描述 6、波前：把某一时刻tk,所有刚刚振动的质点构成的一个空间曲面，叫tk时 刻的波前，它是地震波传播的最前沿的空间位置。在波前位置前面 的所有质点的位移都为零，即波还未开始振动.7、波尾：由刚停止振动的所有质点构成的空间曲面，叫tk时刻的波尾，在波 尾以内的各质点都已停止了振动，恢复了平静，其质点位移也为零,即波已经传过去了。2020年5月7日10时33分25二、地囊波的描述 8、波面 波从震源出发向四周传播，在某一时刻，把波到达时间各点所连成 的面，称波阵面，简称波面。特征：在波面上各质点的振动相位相同。当振动在各向同性介质中 传播时，波前的运动方向与波前本身垂直。波前面是等时面，即波 前面上各点时间相等。波是不断前进的，从而波前和波后这两个曲面也在随着时间不断然 地推进。如果依次给出不同时刻的波前，就可以确定波在介质中传 播的特征。不指明哪一个时刻来谈论波前和波后是没隼!酶翦轧 波面是等时的。5 地震勘探主要研究波面。国2020年5月7日10时33分二、地囊波的描述 波面的形状决定波的类型，按波面的形状对波分类，可分为球面、平面和柱面波等。平面波一波前是平面（无曲率），像是一种在极远的震源产生的。在地震 勘探中，由于传播路线长而接收点小常把地震波看作为平面波。球面波一由点源产生的波，向四周传播，波面是球面。.在均匀各向同性介质中，同一个震源，在近距离的波为球面波，在远距 离的地方可看成平面波。2020年5月7日10时33分二、地囊波的描述 9、扰动带：处于波前和波尾之间的范围内的质点正处于振动状态，其位移不为零，这一空间范围内称扰动带（振动带），也是地震波行进的区域。所以，扰动带是随时间的改变 而改变的。2020年5月7日10时33分28二、地囊波的描述 10、波射线描述波的传播路线。可以认为波及其能量是沿着一条“路径”从波 源传到所观测的一点P,然后又沿着那条“路径”从P点传向别处。这样的假想路径就叫做通过P点的波线，又叫波线。波线总是同波面垂直。它是一种设想线。在波动所及的介质中，通过每一点都可以设想有 这么一条波线。2C二、地囊波的描述 11、视速度:2020年5月7日10时33分30二、地囊波的描述正嬴低方向2020年5月7日10时33分三、地囊波传播的规律 1、惠更斯原理：荷兰科学家惠更斯1690年提出（实验结果），说明波向前传播的规 律。表述：波在传播过程中，任一时刻的波前面上的每一点都可以看作 是一个新的点震源，由它产生二次扰动，形成子波前，这些子波前 的包络面，就是新的波前面。反映了：波传播的空间位置、形态。根据这个原理可以通过作图的 方法，由已知t时刻波前的位置去求出t+At时刻的波前。意义：可确定波传播的方向（射线方向）2020年5月7日10时33分32三、地囊波传播的规律2020年5月7日10时33分33三、地囊波传播的规律 2、惠更斯-菲涅尔原理 惠更斯原理只给出了波传播的空间几何位置，而不能给 出波传播的物理状态，如能量变化问题 在1814年菲列涅耳补充了惠更斯原理 表述：波传播时，任一点处质点的新扰动，相当于上一 时刻波前面上全部新震源所产生的子波在该点处相互干 涉叠加形成的合成波。2020年5月7日10时33分34三、地囊波传播的规律 3、费马原理 费马1660年提出 Q 表述：波在各种介质中高箱播路常嘉足所用时 间为最短的条件。由费马原理可推出：地震波总是沿射线传播，以保证波到达时所用旅行时 间最少准则；地震波沿垂直于等时面的路线传播所用旅行时间最少;等时面与射线总是互相垂直；2020年5月7日10时33分35三、地囊波传播的规律 4、地震波在分界面上的传播规律 1、反射波形成及特点 2、透射波的形成及特点 3、反射定律&透射定律 4、斯奈尔定律（反射一透射定律）5、折射波的形成及特点2020年5月7日10时33分36三、地囊波传播的规律 1、反射减形成及特点反射波的形成条件上、下介质界面必须是一个波阻抗界面，即波阻抗差不为零反射波的特点反射波的强度取决于反射系数R的大小，R大一反射波强；反射波极性的变化取决于R的正负，R0,反射波与入射波相位相同，正极性反射；R0,反射波与入射波相位相反，相差180度，负极性反射。2020年5月7日10时33分37三、地囊波传播的规律反射系数反射系数R定义式：在垂直入射时，反射波和入射 波振幅N比，用R表不。即R=A反/A入物理意义：地震波垂直入射到分界面后，被反射 回去的能量的多少（占入射能量的多少）一一说 明界面上能量分配问题2020年5月7日10时33分38三、地囊波传播的规律反射系数计算公式：据反射理论可证明，当波垂直入射到反射界 面时，反射系数R为r _ _ 2?-Z _ 夕2 v2-P1A入 z?+4 p2v2+他ZPZ2分别为上下层介质的波阻抗,P 1 P 2分别为上下层介质的密度,匕V2分别为上下层介质的速度反射系数一般形式：R Z-i=n 一1 匕z-1Zn+z-1 AA+Pn-n-l反射系数的取值范围(-1,+1)区间。2020年5月7日10时33分39三、地囊波传播的规律 2、透射波的形成及特点透射液的形成条件在上，下介质波的传播速度不相等时，即，速度 界面特点：透射波的强度取决于透射系数T的大小；透射波的极性总是与入射波的极性一致。2020年5月7日10时33分40三、地囊波传播的规律透射乐数 透射系数定义：透射波的振幅与入射波振幅之比,用T表示，即，T=A透/A入物理含义：入射波的能量有多少转换为透射波能 量。计算公式：据理论证明，当波垂直入射时，透射 系数可写为：T=l-R 透射系数取值范围：0WTW2 T总是为正2020年5月7日10时33分41补充：极性剖面极性的确定这项工作的实际就是确定地震反射波峰（或波谷）代表的是正反射系数还是负反射系数。按照SEG国际标准，所谓正常极性（Normal Polairty）指检波器初至下跳，在处理不改变极性 的情况下，波峰代表负反射系数（低阻抗界面的 顶），波谷代表正反射系数（高阻抗界面的顶），这种剖面即通常所说的负极性剖面。2020年5月7日10时33分42确定剖面极性的方法:将正反两种极性的VSPLOG 插入过井剖面，根据它们与井旁地震道的相关性大 小来确定。哪种极性的VSPLOG相关性好，说明剖面 是哪种极性。如果研究区无VSPLOG资料，也可以 通过用不同极性的子波制作合成地震记录，将两种 合成地震记录与井旁地震道比较，相关性好的合成 地震记录所对应的子波极性即为地震剖面的极性。一般情况下，陆上采集系统检波器初至下跳，海上 采集系统检波器初至上跳，如果处理不改变极性，陆上地震剖面为负极性，海上地震剖面为正极性。2020年5月7日10时33分43多井接近零相位的子波估算2020年5月7日10时33分amp+phase_wavelet_Legend/Gaph viewWavelet#0 sn31_180_wavelet.mtrWavelet#口 s308_amp+phase_wavele.Wavelet#口 s307_amp+pha8e_wavele.Wavelet#口 8305_amp+phase_wavele.Wavelet#0 3304_amp+phase_wavele.Wavelet#。s303_amp+phase_wavele.Wavelet#0 s301 _amp+phase_wavele.Wavelet#。8302_amp+phase_wavele.Wavelet#口 3308_amp+phase_wavele.Wavelet#。3307_amp+phase_wavele.Wavelet#0 3305_amp+phase_wavele.Wavelet#。s303_amp+phase_wavele.Wavelet#口 s304_amp+phase_wavele.Wavelet#。s302_amp+phase_wavele.Wavelet#。3301 _amp+phase_wavele.Wavelet#0 sn31 _amp+phase_wavele.多井接近180度相位的子波估算sn31 tll.wllK X M对应波谷Ksn31_tJl.wllP-Sonic Cus/ftl-800-1000-1200-1400-1600-1800-2000-2200-2400-2600-2800-3000零相位子波合成砂岩E H K X Msynt区卜区x M1750-1800-1850-sn31 t120 ri9 117399 401 404Sn31 t 120 T19 117399 401 4041900-1950-2000-A-2450-2500-2550-2600-2650-2700-2750-2800-2850-2900-2950-3000sn31_t_180.wllsn31 t 180124121-T18115400 i.400 400.I.I.400.I.synt 1间区 X M sn31_t_180.W|KP-Sonic us/ft/uu-800 900-；10004 1100-；1200-：1300-i1400-；15期1600-j1700418001900-；2000III l;蕾一一一 K WM出。?1000?1200H400H600H800?2000r2200：240。国。-2800sn31_t_180.wllSeis 因凶M Synt因凶司砂岩Resistivity零相位子波合成记录 零相位子波反演结果sn31_t.wll 凶g/cc*ft/p 40000180度相位子波合成记录180度相位子波反演结果c?2300?Z400?2500?2600?Z700L2800?Z900?3000?3100Q1700-1750-1800-1850-1900-1950-零相位子波 砂岩对应波谷sn31 t.wllseis 区M 区 X M y|xj K X MX Msn31、55:.M)edance g/cc*1 F-。|.一Legend/Well log esn31_t*wllP-Impedance g/cc*fVs40000-35000-30000-25000Undefined1 amD+Dhase wauIZT子波 地震 合成记录 反演阻抗加井曲线2020年5月7日10时33分 49sn31 t 180.WIIS出 RJ z国 X M/RJ mj 必目|I$|Ml 匈 M I Ml 星必阐|sn3l_t_l80.wll 28 2；Mbedance lg/cc*1314W00X M170041750718001850190041950Z000ZO5O4Rj90 OO 014 890.OO:014 8:户0.120 314-310-nzo)514 一90OO14t-Legend/Well log eisn31_t_180.wll子波 地震 合成记录 反演阻抗加井曲线2020年5月7日10时33分50与井的GR曲线对比S304 tils308 til180041850419004Z000TZO5O4zioo433 30 Z6 Z3 ZO398 385 372 359 346sn31 140 1 Z7 382 394 404零相位子波阻抗反演结果砂岩对应中、低阻s301_tll 10Z180度相位子波 阻抗反演结果 砂岩对应中、高阻2020年5月7日10时33分175041800 V1sin a sin B sin y-=-=-=pV1 V1 V2透射角入射角二反射角，且在一个平面上，入射角、反射角、透射角都具有相同的射线参数P O2020年5月7日10时33分60层状介质中的斯泰东定律2020年5月7日10时33分61三、地囊波传播的规律 5、折射波的形成及特点折射次的形成机制地质模型.两层介质，下伏层的速度大于上覆层的速度,即 V2V12020年5月7日10时33分62、地囊波传播的规律据透射定律可知，入射角和透射角都 应服从透射定律，即sin a/Vsin B/V2,随着入射角a增 大，透射角也增大，当a角增大到某 一个角度时，8-90。，这时透射波 就以V2的速度沿界面向前滑行，形成 滑行波。据惠更斯原理，高速滑行波所经过的 界面上的任何一点都可看作是一新的 点震源，即滑行波所经过的下面介质 在振动，由于两侧的介质质点间存在 着弹性联系，下面介质中质点的振动 必然要引起上面介质中质点的振动，这样就在上面介质中形成了一种新的 波，这种波在地震勘探中称为折射波,塔蝌盗魂界二i称为临界角图7.22折射波射线示意63三、地囊波传播的规律折射波的形成条件(1)下面介质的波速要大于所有上面介质的波速(2)入射角是以临界角I入射图7.2-24折射波射线示意2020年5月7日10时33分64四、地囊波的干涉、绕射、衰减 1、地震波的干涉当来自不同方向的两个或两个以上的地震波相遇时，按照叠 加原理，发生能量增强或减弱的现象，称为地震波的干涉。叠加原理：若有几个波源产生的波在同一介质中传播，且这 几个波在空间某点相遇，那么相遇处质点的振动会是各个波 所引起的分振动的合成，介质中的某质点在任一时刻的位移 便是各个波在该点所引起的位移分矢量之和。2020年5月7日10时33分65四、地囊波的干涉、绕射、衰减 2、地震波的绕射当地震波通过弹性不连续点（地层的间断点、地层的尖灭点、不整合接触点、断层的棱角点等）时，如果这些地质体的大小与地震波的波长大致相当，则这种不连续的间断点可以看作是一个新震源。新震源产生一种新的扰动向弹性空间四周传播，这种波在地震勘探中称为绕射波，这种现象称为绕射。2020年5月7日10时33分66四、地囊波的干涉、绕射、衰减 3、地震波的衰城波前扩散：在均匀介质中，波为球面波，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但总能量保持不变，而单位面 积上的能量减少，这就称为球面扩散（波前扩散）。其能 量（振幅）衰减规律是振幅与传播距离成反比。2020年5月7日10时33分67四、地囊波的干涉、绕射、衰减吸收衰减：实际介质并非是完全弹性介质,故波在实际地层中传播时，能量的衰减要比在弹性介质中快，这种衰减称为介质对波的吸收衰减。介质吸收的这部分能量主要用于克服质点的内摩擦，变成热能损耗掉了。2020年5月7日10时33分68五、地囊波的分类 捺次前形状：球面波、柱面波、平面波 质点振动（极化）方向：横波、纵波、线性极化波、椭 圆极化波 按传播会间：面波、体波 按传幡路桎：直达波、反射波等 地震勘探中的波：直达波、反射波、折射波、透射波、滑行波、转换波、有效波、干扰波、特殊波2020年5月7日10时33分69五、地囊波的分类转换波2020年5月7日10时33分70第2节 一个分界面情况下反射波时距曲线上节课复习 1地震波形成的三个区域 2地震子波 3视速度 4惠更斯原理 5费马原理 6波阻抗 7斯奈尔定律 8折射波形成条件 9折射波特点2020年5月7日10时33分72目录本节主要内衮、时距曲线的概念 二、水平界面共炮点反射波时距曲线 三、正常时差 四、倾斜界面共炮点反射波时距曲线 五、倾角时差 六、时矩曲面和时间场的概念2020年5月7日10时33分73一、时距曲线的概念概念波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间3同 观测点相对于激发点（坐标原点）的距离x,之间的关系。2020年5月7日10时33分74一、时距曲线的概念直达波时距曲线：t=x/v(a)(b)2020年5月7日10175图直达波的时坨血魂一、时距曲线的概念direct arrivalreflection hyperbolaesurface waves“ground roir Le.noise2020年5月7日10时33分76时距曲线的概念2020年5月7日1(SEISMIC RECORD77一、时距曲线的概念Distance(m)2020年5月7日10时33分78一、时距曲线的概念2020年5月 7179一、时距曲线的概念 不同类型的地震波，他们的时距曲线是不同的 不同类型的地震波，包含了不同的地质信息 采用自激自收方式，反射波同相轴形态与地下界面形态相对应(a)(b)(a)自激自收同相轴与界面形态相对应(b)多道接收同相轴形态与界面形态不对应2020年5 月 7 S10 时 33 分 80一、时距曲线的概念erot生炮点：offset.*I（）_.central（tetectocs shot端点放炮 or.中点放炮detectors2020年5月7日10时33分81一、时距曲线的概念共中心点:Common depth point(COP)口 n c n2020年5月7日10时33分82一、时距曲线的概念Ground /Surteee _Xleg AreaG*ol9k Strata(Seismic Rejector)非纵测线 1纵测线V事发点 反射点在地面的位置接收点弯线技术观测系统示意图2020年5月7日10时33分83二、水平界面的共炮点夙射波时距曲线方程 1、介质模型界面倾角为0,均匀介质，界面上下存在波阻抗差 2、介质参数速度v,界面深度h,OS=x,0点：震源，S点：检波器水平界面的反射波时短曲线842020年5月7日10时33分 3、曲线方程85 4、反射/时距曲线特点：双曲线（共炮点接收）极小点在炮点正上方，最小时 间t=t。t0:自激自收时间 双曲线以1=乂/丫为渐近线，直 达波是反射波的渐近线，（直 达波总是先到达接收点）时距曲线对应地下一段反射界 面 5、关于M时间自激自收时间和零炮检距时 间，是反射波时距曲线的顶 点，用于确定层位的深度 h=l/2vt02020年5月7日10时33分二、水平界面的共炮点及射波时距曲线方程0Distance(m)0 200一 一 o o O o o O 12 3(SUJ)0UJ 二2020年5月7日10时33分87二、水平界面的共炮点及射波时距曲线方程2020年5月7日101SEISMIC RECORD88g由2020年5月7日10时33分892020年5月7日10时3二、水平界面的共炮点及射波时距曲线方程二、水平界面的共炮点及射波时距曲线方程WerttuodOEsAOM 0 MA0 0.1 0.2 0.3 0.4 05 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.11340-946Offtel(nwlrei)Shot hint 360-156 02436391038Cost 1430$hoi poirU 360 Uuw 哄 field/4、data Shot poml z in the ea%tciu etui of tiie veituuc luie2020年5月7日10时33分92二、水平界面的共炮点及射波时距曲线方程三、正常时差引人 1 0点激发，s点接收，记录的界 面信息是R点，也即相当于M点自 激自收。2 0点激发，S点接收，得至!)R点的 反射时间：toRS 二 0*S/vM点自激自收，得至！JR点的反射时 间：tMR=00*/vt()RStMR t=toRStyRO*2020年5月7日10时33分94三、正常时差概念对界面上某点以炮检距X进行观测得到的反射波旅行时与 以零炮检距（自激自收）进行观测得到的反射波旅行时 之差，这纯粹是由炮检距不为零引起的，这种由炮检距 引起的时差定义为正常时差。2020年5月7日10时33分95三、正常时差正常时差计算:=t -正常时差定义A/t-1。-a/x2+4h?一%v当二一 1时，利用二项式展开：2 h1/X、2 1/X、t f (1+-(-)-.(-)2 Vt 0 8 Vt 0i.2 2202(At f-f =,-=4 T)96三、正常时差正常时差特点：1各点正常时差不同;2正常时差与x成正比，对同一个反射界面来说，随x增大，正常时差增大;3正常时差与7 v2 面同一检波器来、说,、h成反比，%增大，时差减小；对地接收到的深层反射界面的正常时差比浅层的小；所以，浅层时距曲线陡，深层时距曲线缓。2020年5月7日10时33分97三、正常时差动校正fNMOJ在水平界面情况下，从观测到的波的旅行时中减去正常 时差A3得到x/2处的t0时间。t0=t-A t目的：使得共炮点道集的反射波同相轴能反映地下界面的实际产状。2020年5月7日10时33分98三、正时时差动校正后图497 一个共中心点道集及其动校正结果2020年5月7日10时33分、正加时差图2-1-1写道接收.同相轴形状n碎赤*3竹KFF由2020年5月7日10时33分2T-2自激自收、同相轴形状与界面起伏相对应100四、倾斜界面的共炮点及射波时距曲线方程 1、介质模型界面倾斜，均匀介质，界 面上下存在波阻抗差 2、介质参数界面倾角6、激发点0到界 面的法线深度h、波速v、炮检距x,M点是虚震源0*到地面的投影(T2020年5月7日10时33分101四、倾斜界面的共炮点及射波时距曲线方程 3、时距西线_ 0*S _ 4Ms丫+(0*M丫t V Vy(xfSo*2_0M)2 Vy(x_xm+Qh)2_x；V=&xfy+4h2 T即：/=J Qx2+4%,-2xt加x m=2hsin(p也即“二:尸一hsin。o城斜界面的反射波时臣曲线 界面上倾方向与X轴正方向一致102四、倾斜界面的共炮点JR射波时距曲 线方程界面上倾方向与 x轴正方向相反2020年5月7日10时33分103四、倾斜界面的共炮点及射波时距曲线方程 4、反射波时跑曲线的特点双曲线xm=2hsin耐，彳取极小值，2/ZCOS0极小点总是相对于激发点偏向界 面上倾方向，极小点实际上是虚 震源在测线上的投影。反射波时距曲线以过极小点的时 间轴对称。O倾斜界圆的反射波时距曲线2020年5月7日10时33分104四、倾斜界面的共炮点及射波时距曲线方程SEISMIC RECORDS SI IO WING DIPPING REFLECTOR3WFFT*.f:；例：出【墨眼对累；：3蝴“2,2020年5月7日10时33分105四、倾斜界面的共炮点及射波时距曲线方程 i_ SkHKC)2020年5月7日10时33分 106五、侦角时差 1、和人同样在水平界面，炮检距不为0时，在0点激发S点接收，存在 正常时差，即t（）Rsto。如果取OS=OS=x,则t（）Rs二 t（）R，s，。界面倾斜，倾角为4）,测线与界面倾向一致，这时虽然还有OS=OS=x,但薪 老以屋，这是由于界面倾斜引起的。OR S五、侦角时差 2、假角时差概念（dipmoveoutj界面倾斜，倾角为曲,测线与界面倾向一致，这时虽然还有OS=OS，=X,但/s%s，它们之差称为倾角时差，这是由于界面倾斜引起的。也可 以说是由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。用途：因为倾角时差由倾角 引起，所以，如果测出了界面 的倾角时差，则有可能利用它 来估算界面倾角，这是了解地 下构造的一个重要内容。108五、侦角时差2020年5月7日10时33分109五、侦角时差“倾角时差计算下倾：ts=X2+4”+4xsin。v x2+4hxsin(p%(+就)1/上倾：ts=Jx2+4/i2-4/zxsinvx2-4hxsin(px%(1+-0 8/z2倾角时差：Atd=ts-ts,=2xsin0 v2020年5月7日10时33分110五、侦角时差倾角时差:A,_ 2xsin(pV根据倾角时差可计算界面 的倾角：sin。也 2 x2020年5月7日10时33分五、侦角时差 在一个炮检距不为0的点观测到的倾斜界面反射波旅行时包括三部分:to+正常时差+倾角时差 S，点与S点的反射波旅行时相减时，因为他们的炮检距是相同的，所 以相减后，正常时差抵消了，剩下的就是这两点之间的倾角时差。B1132020年5月7日10时33分 4、假创界面的动校正问题1：水平界面动校正，t-A t,得到x/2处的时间。倾斜界面动 校正，S点接收到的反射时间经动校正后应算哪一点？是R点还是R 点？问题2：校正量多大？界面倾斜时，反射点偏离示意图At=亡一亡2020年5月7日10时33分114五、侦角时差当界面倾角不大，界面h较深，炮检距x较小时，RR，偏 移很小，可忽略。对倾斜界面的反射波进行动校正，不是把t校正成,而 是把t校正成炮检中点M处的自激自收时间7m,也就是R2020年5月7日10时33分115动校正的误差 大排列观测时，常常不能把双曲线拉成直线 倾斜地层的动校正值总是小于水平地层，因为倾斜地层 的时距曲线比较平缓。若用此求取动校正值，则完全可 把倾斜地层的时距曲线拉直。倾斜地层时，地下并不是共反射点，各反射点偏离中心 点，偏离距越大，则意味着多次叠加仍是一段界面的平 均效应，从而降低了勘探精度。2020年5月7日10时33分116五、侦角时差2hf _mb0MVt=-y)x2+4h2+4hxsin(p v倾斜界面：1二J%2+4/i2+4/usin cp v噌(,+小二%0(lx2+4/ixsinx1 收)q(1+y+-=%+一厂0 8/z2 8/z2 2vxsm(pvn/2 2ht 二V=才0+2 x.一=(n H-sinV 2x sin 0v倾斜界面动校正X2斤=t t=-。2V 2t0水平界面动校正：At0)X 22V t0=AG2020年5月7日10结论：动校正与界面倾角关系不大117七、时矩曲面和时间场的概念 1、时矩西面若观测面为平面，在直角坐标系中，某一波到达观测面的时间可表 示为廿f(x,y),其图形是一个曲面，称为时矩曲面。反射波的时矩曲面是双曲面。2020年5月7日图1-2-11直达波的时坨曲面S1-2-12时脆曲固同时版曲线118七、时矩曲面和时间场的概念 2、时间场“场”：某一物理量的空间分布（空间响应）。地球物理场:i、某一地球物理量响应在空间任意一个点，都有某一确定的值与之对 应。ii、某一地球物理量（标量、向量）的空间分布时间场:时面在地震勘探中，介质中的任何一点（x,y,z）,曲可辕波前会底该I I点的时间t（x,y,z）,这时间与空间的关系称为时间场。时间场特点：给定时间3可以找到相同t组成 正交。射线【一介的面，波面y射线图1-2-13时间场的等时面和射线2020年5月7日10时33分119七、时矩曲面和时间场的概念 3、时矩曲面与时间场的关系时矩曲面由时间场的等时面与观测面的交线（等时线）组成。2020年5月7日10时33分120七、时矩曲面和时间场的概念几个基本概念:炮检距(offset)：炮点到地面各观测点的距离 初至时间(first break)：所有波中最先到达检波器地震波的第一 波峰时间。同相轴(event)：各接收点属于同一相位振动的连线。共炮点(common shotpoint)：所有接收点具有共同的炮点 纵测线(inline)：激发点和观测点在同一直线上 非纵测线(offline)：激发点不在测线上2020年5月7日10时33分121第3节 多层介质情况下的反射波时距曲线一、附见地质模型均匀介质：反射界面R以上的介质是均匀的，即地震波速度是常数v,界面R是平面，或 水平或倾斜。层状介质：地层是层状结构，每一层内速度相同，层与层之间速度不同。连续介质：介质1和介质2的速度不相等，介质1的速度不是常数，连续变化地面波速y均匀介质2020年5月7日10时33分123地质模型：岩层为平层 水平方向：密度和弹性性质变化缓慢 垂直方向：密度和弹性性质的变化比较剧烈 由于水平方向的变化缓慢，可将勘探区域划分为小的区 域，在每个区域内速度的横向变化可忽略，认为具有相 同的垂向速度分布。2020年5月7日10时33分124三层水平层状介质的反射波时距曲线根据斯奈尔定律：sin。sin/?白4在弃物-=-=p 易寸线参数p匕 时距曲线以外月为参数列方程：x=OC=2(0E+AF)=2(h1tga+h2tg0A 福t=2(+)匕%=2(4+)vx cos a v2 cos/3对上式进行化简：2020年5月7日10时33分125、三层水平层状介质的反射波时距曲线由斯奈尔定律:包吧=夕 匕%贝U：sin a=vxp,sin(3=v2 p由三角函数：cosa=tan a=一 cosrap2,tan p=J;，1-V2P以P为参数消去认万得:%=2(-J%P+J2V2P)J1 一(匕夕Jl 一(%)2t=(+匕 J1(匕夕)2 v2A/1-(v2jp)2NU4U年。月/口 IUTJ 方、三层水平介质示意图126、三层水平层状介质的反射波时距曲线对于血层界面：